JP2002043957A

JP2002043957A - 高周波信号送信装置

Info

Publication number: JP2002043957A
Application number: JP2000219650A
Authority: JP
Inventors: Jiyunya Dousaka; 淳也堂坂; Junichiro Yamakawa; 純一郎山川; Takayoshi Funada; 貴吉舟田
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2002-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】劣化によりＶＳＷＲが変化しても、精度よく
ＶＳＷＲを測定できる高周波信号送信装置を提供する。【解決手段】高周波コネクタ６で発生する送信信号の
反射波は、サーキュレータ５を用いて反射波検波回路１
１に出力され、方向性結合器３において検出される進行
波とは別経路に分離されて検出されることにより、方向
性結合器３の伝送特性を歪めることなく精度よくＶＳＷ
Ｒを測定することができる高周波信号送信装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波の信号を送
信する高周波信号送信装置に係り、特に所定のレベルで
信号を送信するためにＶＳＷＲを測定する高周波信号送
信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話等の無線基地局等、高周波の信
号を送信する装置では、送信信号の出力インタフェース
に高周波コネクタ等が用いられており、出力インタフェ
ースを介して給電線や増幅器等の外部機器（以下、外部
接続機器という）に接続される。送信信号が外部接続機
器に出力されると、外部接続機器の影響により、送信信
号の全部又は一部が反射され、送信信号の進行方向と反
対向きに反射波が発生する。

【０００３】送信信号の進行方向の成分である進行波と
反射波とが合成されると、送信信号の電流及び電圧は定
在波という静止した状態の波形が得られる。電圧定在波
の最大値と最小値の比は電圧定在波比（Voltage Standi
ng Wave Ratio：以下ＶＳＷＲという）と呼ばれてい
る。反射波によるミスマッチロスがほとんどない状態と
なるよう、出力インタフェースと外部接続機器との間で
はＶＳＷＲの適正値が規定されている。

【０００４】ところが経年変化等による外部接続機器の
劣化によりＶＳＷＲが変化すると、出力インタフェース
は所定のレベルの信号を送信できなくなることがある。
特に近年発展してきた自動車電話等の移動通信システム
では、無線信号の送受信を担う無線基地局の信頼性が重
要視されているため、このような事態を未然に防ぐこと
が必要である。

【０００５】このため無線基地局では、変調器による送
信信号発生時のレベルのみだけでなく、アンテナから電
波として送信される際の送信信号のレベルを測定するこ
とにより、運用状況におけるＶＳＷＲを計測し、外部接
続機器の劣化状況を監視している。

【０００６】ＶＳＷＲの測定を行う従来の高周波信号送
信装置の構成について、無線基地局を例に図３を用いて
説明する。図３は、ＶＳＷＲ測定を行う従来の無線基地
局の無線信号送信回路の構成ブロック図である。従来の
無線基地局の無線信号送信回路は、変復調部３１と、送
信増幅器３２と、アイソレータ３３と、方向性結合器３
４と、通過帯域フィルタ３５と、高周波コネクタ３６
と、給電線３７と、アンテナ部３８と、進行波検波回路
３９と、反射波検波回路４０と、Ａ／Ｄ変換器４１，４
２とから構成されている。

【０００７】方向性結合器３４は、無線送信信号が入力
される入力ポート、無線送信信号を出力する出力ポート
の他に、無線送信信号の進行波が検出される進行波ポー
トと、反射波が検出される反射波ポートとを有してい
る。進行波ポートと入射波ポートにはそれぞれ、進行波
検波回路３９と反射波検波回路４０とが接続されてい
る。また、給電線３７は高周波コネクタ３６に接続され
ており、無線送信信号は給電線３７を介して、アンテナ
部３８で電波として無線通信端末４３へ出力される。

【０００８】従来の無線基地局の無線信号送信回路の動
作について、図３を用いて説明する。変復調部３１にお
いて無線信号に変調された無線送信信号は、送信増幅器
３２で増幅され、アイソレータ３３を経由して、方向性
結合器３４の入力ポートに入力される。図３において無
線送信信号の進行方向は、紙面から見て右方向となる。

【０００９】無線送信信号の進行波は、方向性結合器３
４において進行波ポートで検出、出力され、進行波検波
回路３９において検波される。進行波検波回路３９の出
力結果は、進行波検波回路３９に接続されているＡ／Ｄ
変換器４１においてデジタル変換され、ＭＰＵ（図示せ
ず）に送信される。

【００１０】方向性結合器３４の出力ポートから出力さ
れた無線送信信号は、通過帯域フィルタ３５によって所
定帯域内の周波数成分が透過された後、高周波コネクタ
３６で給電線３７に送信され、給電線３７を介してアン
テナ部３８で電波として無線通信端末４３へ送信され
る。

【００１１】また、高周波コネクタ３６で発生する無線
送信信号の反射波は、通過帯域フィルタ３５を経由し
て、方向性結合器３４の出力ポートへ逆流する。方向性
結合器３４に逆流した無線送信信号の反射波は、方向性
結合器３４の反射波ポートで検出、出力され、反射波検
波回路４０において反射波が検波される。反射波検波回
路４０の出力結果は、反射波検波回路４０に接続されて
いるＡ／Ｄ変換器４２においてデジタル変換され、ＭＰ
Ｕに送信される。ＭＰＵでは進行波及び反射波の電圧値
を測定し、これらを元にしてＶＳＷＲが計測される。こ
こで無線送信信号の進行波の電圧がV_i、反射波の電圧が
V_rであるとき、ＶＳＷＲは

【００１２】

【数１】

【００１３】で求められる。以上説明したように、ＶＳ
ＷＲの測定を行う従来の高周波信号送信装置では、送信
信号の進行波及び反射波を方向性結合器において検出、
測定するものが提案されていた。このような高周波信号
送信装置の例として、平成５年６月２５日公開の特開平
５−１５７７８１号「定在波比測定装置」（出願人：株
式会社村田製作所、発明者：石川容平他）がある。これ
は複数種の高周波無線信号を受信し合成して方向性結合
器に送信し、方向性結合器で得られた進行波又は反射波
を、進行波を局部発信周波数によって周波数変換するこ
とで得られた局部発信信号を元に周波数変換し、これら
の結果に基づいて高周波無線信号のＶＳＷＲを測定する
ものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高周波信号送信装置では、ＶＳＷＲが低い値の場合
（１〜２．５程度）であれば正確にＶＳＷＲを測定でき
るが、外部接続機器の劣化等によりＶＳＷＲが変化した
場合、すなわち反射波が強くなると、方向性結合器にお
いてＶＳＷＲが正確に測定できなくなるという問題点が
あった。以下、この現象について詳細に説明する。

【００１５】図４は、従来の無線基地局の無線信号送信
回路における無線送信信号の進行波の伝送特性状態のシ
ミュレーション回路図である。図４のシミュレーション
回路において、方向性結合器３４の出力ポートには通過
帯域フィルタ３５が接続されており、さらに通過帯域フ
ィルタ３５の出力端子には負荷回路が接続されている。
ここで方向性結合器３４のインピーダンスはZ₀=５０Ω
であり、負荷回路はインピーダンスを自在に設定できる
ものである。また、方向性結合器は各ポートが規定のイ
ンピーダンスで終端されている状態で最適な伝送特性を
示すため、図４のシミュレーション回路では方向性結合
器３４の反射波ポートに終端抵抗を接続している。

【００１６】図４のシミュレーション回路において、負
荷回路のインピーダンス値を変化させて信号を送信し、
各々のインピーダンス値における方向性結合器３４の進
行波ポートからの出力を基に、進行波の伝送特性を示し
たものが図５のグラフである。図５のグラフにおいて、
横軸は送信信号の周波数（単位ＭＨｚ）を、縦軸は方向
性結合器３４の進行波の結合度（単位ｄＢ）を表してい
る。尚、方向性結合器３４の進行波の結合度は、インピ
ーダンスの整合がとれた状態では−１５ｄＢとしてい
る。

【００１７】一般に方向性結合器は、接続した負荷回路
とのインピーダンスの整合がとれていれば、反射波はほ
とんど発生しない。図５のグラフにおいて、負荷回路の
インピーダンスを５０Ωに設定した場合（グラフの
（１）に相当）、方向性結合器３４とのインピーダンス
との整合性がとれており、結合度も周波数による変化は
ほぼ見られない。

【００１８】ところが負荷回路と方向性結合器３４のイ
ンピーダンスの差が開くにつれ、送信信号の周波数によ
って方向性結合度に大きな変化が見られるようになる。
図５のグラフではグラフの（２）〜（５）に行くに従っ
て、負荷回路と方向性結合器３４のインピーダンスの差
の絶対値が大きくなっているが、同調して周波数による
結合度のばらつきが大きくなっていることが分かる。負
荷回路のインピーダンス設定値と方向性結合器３４の周
波数特性、すなわち結合度の最適値との最大振幅差の関
係は、図６の表に示されている通りである。

【００１９】図４のシミュレーション回路で起きる現象
について、数式を用いて説明する。図４のシミュレーシ
ョン回路において、方向性結合器３４のインピーダンス
がZ₀、負荷回路のインピーダンスがZ_Ｌであるとき、反
射係数rは

【００２０】

【数２】

【００２１】で表される。このときＶＳＷＲ、リターン
ロスＲ_Ｌ（単位ｄＢ）はそれぞれ

【００２２】

【数３】

【００２３】Ｒ_Ｌ＝−２０log ｜ｒ｜（４）で求められる。ここでZ₀＝５０Ω、Z_Ｌ＝２５Ωであれ
ば、数値を（２）〜（４）式に代入することにより、r
＝０．３３３、ＶＳＷＲ＝２．０、Ｒ_Ｌ＝９．５（ｄ
Ｂ）と求められる。

【００２４】一方、方向性結合器３４の進行波ポートに
対する反射波の影響は、シミュレーション回路中の各素
子の結合部分で発生する反射波による電力の総和に等し
い。以下、図４のシミュレーション回路では、送信信号
の伝送路における損失は０とし、反射波の合成はベクト
ル的に最大となるよう、つまり最悪値を想定するものと
する。

【００２５】通過帯域フィルタ３５の出力端子で発生す
る反射波の電力はＲ_Ｌより、進行波の電力の約１／１０
となる。また方向性結合器３４の出力ポートで発生する
反射波の電力も９．５〜１１．３ｄＢであり、進行波の
電力の約１／１０となる。

【００２６】また、方向性結合器３４の反射波ポートに
は終端抵抗が接続され、かつ入力ポートが終端されてい
ることにより、反射波は入力ポートに到達すると、さら
に反射波が送信信号の進行方向に発生することになる。
方向性結合器３４、通過帯域フィルタ３５及び負荷回路
を接続したときの方向性結合器３４の入力ポートで発生
する反射波による電力は７．０〜１３．０ｄＢとなり、
入力ポートに返ってきた反射波の最大１／５がさらに反
射されることになる。

【００２７】以上の結果より、通過帯域フィルタ３５の
出力端子及び方向性結合器３４の出力ポートで発生する
反射波による電力の総和は、進行波の電力を単位として 1/10＋1/10＝0.2 （５）（４）式の電力の最大１／５が方向性結合器３４の入力
ポートで反射されるから 0.2*1/5＝0.04 （６）よって方向性結合器３４における、反射波を対象とした
結合度は（５）（６）式より 10log(1＋0.2＋0.04)＝10log1.24＝0.93(dB) （７）となる。（７）式の結果は、方向性結合器３４の進行波
の結合度に影響する最悪値とみなすことができる。これ
は図６の表で示されている、シミュレーションにより計
測されたZ_Ｌ＝２５Ωのときの周波数特性±１．０（ｄ
Ｂ）に近似している。

【００２８】図４のシミュレーション回路における負荷
回路のインピーダンス値の変化は、高周波信号送信装置
における出力インタフェースに接続された外部接続機器
のインピーダンス値の変化に対応する。すなわち外部接
続機器のインピーダンスが変化し方向性結合器との整合
性が取れなくなると、シミュレーションで実証されたよ
うに、方向性結合器の周波数特性に歪みが出て、進行波
の結合度にばらつきが出てくるため、結果として正確に
進行波の電圧を測定できなくなる。

【００２９】また（２）式より、外部接続機器における
インピーダンス値の変化は、ＶＳＷＲの変化に関係する
ことが明らかである。したがって上述した現象は、ＶＳ
ＷＲの変化により反射波の電圧が強くなり、この反射波
が方向性結合器に逆流することによって方向性結合器の
周波数特性が歪み、結果として正確に進行波の電圧を測
定できず、ＶＳＷＲを測定できないと言い換えることが
できる。

【００３０】以上述べたように、従来の高周波信号送信
装置では、外部接続機器が規定のインピーダンス値で終
端されている状態で周波数特性が最適となるが、劣化が
原因でインピーダンス値が変化、すなわちＶＳＷＲが変
化すると、方向性結合器の伝送特性に歪みが発生し、正
確な電圧値及びＶＳＷＲが測定できなくなる問題点があ
った。正確なＶＳＷＲが測定できないため、高周波信号
装置では外部接続機器の劣化を監視できず、所定のレベ
ルの信号を送信できない問題を解決できないままであっ
た。

【００３１】このような問題があるにもかかわらず、従
来の高周波信号送信装置は、方向性結合器において送信
信号の進行波及び反射波を検出する構成となっていたた
め、外部接続機器の劣化に対応できないという問題点が
あった。

【００３２】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、ＶＳＷＲが変化しても、ＶＳＷＲを精度よく測定で
きる高周波信号送信装置を提供することを目的とする。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための本発明は、高周波の送信信号の進行波を検
出するための進行波検出端子と、送信信号の反射波を検
出するための反射波検出端子と、送信信号を出力するた
めの出力端子を有する方向性結合器と、方向性結合器の
進行波検出端子に接続され、進行波を検波する進行波検
波回路と、方向性結合器の反射波検出端子に接続され、
接地されている終端抵抗と、第１から第３の端子を有
し、前記方向性結合器を経由して第１の端子に入力され
た送信信号を第２の端子に出力し、第２の端子に入力さ
れた送信信号の反射波を第３の端子に出力するサーキュ
レータと、サーキュレータの第２の端子に接続され、送
信信号を外部機器に出力する出力インタフェースと、サ
ーキュレータの第３の端子に接続され、出力インタフェ
ースで発生した反射波を検波する反射波検波回路と、反
射波検波回路の検波結果を基に、反射波の電圧を測定す
る電圧測定手段とを備えるものであり、進行波とは別の
経路に分離して反射波を検出、電圧値を測定し、精度よ
くＶＳＷＲを測定することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る高
周波信号送信装置は、方向性結合器において検出する送
信信号の進行波とは別の経路に分離して、かつ方向性結
合器に戻すことなく送信信号の反射波を検出するもので
あり、これにより方向性結合器の伝送特性を歪めること
なく正確に進行波及び反射波の電圧値を測定でき、精度
よくＶＳＷＲを測定することができる。尚、請求項にお
ける出力インタフェースは図１の高周波コネクタ６に相
当し、電圧測定手段はＭＰＵに、進行波検出端子は進行
波ポートに、反射波検出端子は反射波ポートに、出力端
子は出力ポートにそれぞれ相当する。

【００３５】本発明の実施の形態の高周波信号送信装置
の構成について、無線基地局を例に図１を用いて説明す
る。図１は、本発明の実施の形態の無線基地局の無線信
号送信回路の構成ブロック図である。本発明の実施の形
態に係る無線基地局の無線信号送信回路は、増幅器１
と、アイソレータ２と、方向性結合器３と、帯域通過フ
ィルタ４と、サーキュレータ５と、高周波コネクタ６
と、給電線７と、アンテナ部８と、進行波検波回路９
と、終端抵抗１０と、反射波検波回路１１と、Ａ／Ｄ変
換器１２及び１３とから構成される。

【００３６】本発明の無線基地局の無線信号送信回路
は、方向性結合器３の反射波ポートに終端抵抗１０が接
続され、また帯域通過フィルタ４と高周波コネクタ６と
の間にサーキュレータ５が設けられ、サーキュレータ５
には反射波検波回路１１及びＡ／Ｄ変換器１３が接続さ
れている点が従来の無線信号送信回路の構成と異なって
いる。

【００３７】以下、本発明の無線基地局の無線信号送信
部分の各部について説明する。増幅器１は、変復調部
（図示せず）で変調された無線送信信号を増幅し、アイ
ソレータ２に出力するものである。アイソレータ２は、
増幅器１で増幅された無線送信信号を方向性結合器３の
入力ポートに出力するものであり、他の方向へは出力し
ないものである。

【００３８】方向性結合器３は、伝送路を通過する無線
送信信号の進行波と反射波とを検出するものであり、無
線送信信号が入力される入力ポート、無線送信信号を出
力する出力ポート、無線送信信号の進行波を検出、出力
する進行波ポート、反射波を検出、出力する反射波ポー
トを有する。出力ポートから出力された無線送信信号
は、帯域通過フィルタ４の入力端子に入力される。

【００３９】帯域通過フィルタ４は、方向性結合器３の
出力ポートから出力された無線送信信号のうち、所定帯
域内の周波数成分のみを透過させ、サーキュレータ５の
第１の端子に出力するものである。

【００４０】サーキュレータ５は、３つの端子を有する
ものであり、第１の端子は帯域通過フィルタ５の出力端
子に、第２の端子は高周波コネクタ６に、第３の端子は
反射波検波回路１１の入力端子に接続されている。サー
キュレータ５は、第１の端子に入力された信号を第２の
端子から、第２の端子に入力された信号を第３の端子か
ら出力する特性を持つ。つまり、本発明の無線信号送信
回路ではサーキュレータ５によって、帯域通過フィルタ
４から出力された無線送信信号は高周波コネクタ６に、
高周波コネクタ６で発生した無線送信信号の反射波は反
射波検波回路１１に出力される。またサーキュレータ５
は、上述した方向以外への信号の出力は行わない。

【００４１】高周波コネクタ６は、給電線７に接続され
ており、無線送信信号を給電線７に出力するものであ
る。給電線７及びアンテナ部８は、高周波コネクタ６か
ら出力された無線送信信号を電波として無線通信端末
（図示せず）へ送信するものである。

【００４２】進行波検波回路９は、方向性結合器３の進
行波ポートに接続されており、進行波ポートから出力さ
れた無線送信信号の進行波を検波し、出力結果をＡ／Ｄ
変換器１２に出力するものである。終端抵抗１０は、方
向性結合器３の反射波ポートに接続されており、反射波
ポートからの無線送信信号の反射波の出力を行わないよ
う接地されているものである。

【００４３】反射波検波回路１１は、サーキュレータ５
の第３の端子に接続されており、サーキュレータ５を介
して送信された無線送信信号の反射波を検波し、出力結
果をＡ／Ｄ変換器１３に出力するものである。Ａ／Ｄ変
換器１２又は１３は、それぞれ進行波検波回路９、反射
波検波回路１１で検波された無線送信信号の進行波、反
射波に対してデジタル変換を行い、ＭＰＵ（図示せず）
に出力するものである。

【００４４】次に、本発明の無線基地局の無線信号送信
回路の動作について、図１を用いて説明する。尚、本発
明の無線信号送信回路において、無線送信信号の進行方
向は紙面から見て右となる。変復調部で無線信号に変調
された無線送信信号は、増幅部１で増幅され、アイソレ
ータ２を経由して、方向性結合器３の入力ポートに入力
される。アイソレータ２によって無線送信信号の逆流が
防止されるため、方向性結合器３の入力ポートのインピ
ーダンスは一定に保たれる。

【００４５】無線送信信号の進行波は、方向性結合器３
において進行波ポートから出力され、進行波検波回路９
において検波される。進行波検波回路９の検波結果は、
Ａ／Ｄ変換器１２に入力されるとデジタル変換され、Ｍ
ＰＵに出力される。

【００４６】伝送路を通過して方向性結合器３の出力ポ
ートから出力された無線送信信号は、通過帯域フィルタ
４に入力され、ここで所定帯域内の周波数制限が行われ
る。通過帯域フィルタ４による周波数制限によりスプリ
アスが抑制されることにより、アイソレータ２と同様、
方向性結合器３の入力ポートのインピーダンスが一定に
保たれる効果がある。

【００４７】帯域制限の行われた無線送信信号は、さら
にサーキュレータ５の第１の端子に入力される。サーキ
ュレータ５では、第１の端子に入力された無線送信信号
は、第３の端子に接続されている高周波コネクタ６への
み出力され、他の方向へは出力されない。無線送信信号
は高周波コネクタ６によって給電線７に出力され、給電
線７を介してアンテナ部８において電波として無線通信
端末へ送信される。

【００４８】給電線７と接続していることにより、高周
波コネクタ６では無線送信信号の反射波が発生する。高
周波コネクタ３６で発生する無線送信信号の反射波は、
サーキュレータ５の第２の端子に入力されると、第３の
端子に接続されている反射波検波回路１１にのみ出力さ
れ、他の方向へは出力されない。

【００４９】サーキュレータ５から出力された反射波
は、反射波検波回路１１において検波される。反射波検
波回路１１の検波結果はＡ／Ｄ変換器１３に入力されデ
ジタル変換され、ＭＰＵに出力される。Ａ／Ｄ変換器１
２、１３でデジタル変換された無線送信信号の進行波及
び反射波の電圧値はＭＰＵにおいて測定され、さらにこ
れらを基にＶＳＷＲが計測される。以上が本発明の無線
信号送信回路の動作である。

【００５０】本発明の無線信号送信回路では、進行波検
波回路９又は反射波検波回路１１で検波された無線送信
信号の進行波及び反射波は、Ａ／Ｄ変換器１２又は１３
でデジタル変換された後、ＭＰＵにおけるデジタル演算
によりＶＳＷＲを測定している。ここで無線基地局は単
にＶＳＷＲを監視しＶＳＷＲの異常の警告をさせるので
あれば、無線送信信号の進行波及び反射波を各検波回路
で検波した後、アナログ信号のままオペアンプ等を用い
て各成分を比較するような構成にしてもよい。

【００５１】本発明の実施の形態の無線基地局の無線信
号送信回路では、通過帯域フィルタ４と高周波コネクタ
６との間にサーキュレータ５を設けており、通過帯域フ
ィルタ４から出力された無線送信信号は高周波コネクタ
６へのみ、高周波コネクタ６で発生した無線送信信号の
反射波は、反射波検波回路１１へのみ出力される構成と
なっている。したがって反射波は方向性結合器３には到
達せず、サーキュレータ５に接続されている反射波検波
回路１１において検波され、Ａ／Ｄ変換器１３、ＭＰＵ
を経由して反射波の電圧が測定されることになる。

【００５２】各素子の構成に着目しても、一般的なサー
キュレータの逆方向特性は２０ｄＢ以上であるため、反
射波の電力は１／１００以下しか方向性結合器３に戻ら
ないことになり、方向性結合器３の反射波による伝送特
性への影響はほぼ無視できる。さらに方向性結合器３の
反射波ポートには終端抵抗１０が接続されており、反射
波の方向性結合器３への逆流を防ぐ構成となっている。

【００５３】このような構成にしたことにより本発明の
無線信号送信回路では、無線送信信号の反射波は、方向
性結合器３を経由せず反射波検波回路１１に出力され、
進行波の経路と分離して電圧が測定される。これにより
高周波コネクタ６に接続された給電線７又はアンテナ部
８のＶＳＷＲが変化しても、方向性結合器３の伝送特性
には影響することがないため、進行波の測定も正確に行
うことができる。よって精度よくＶＳＷＲを測定するこ
とができる。

【００５４】上述したように、本発明の実施の形態の高
周波信号送信装置によれば、無線送信信号の反射波を方
向性結合器３に戻さず、進行波とは別の経路に分離して
電圧を測定し、ＶＳＷＲを計測するような構成にしたこ
とにより、ＶＳＷＲの変化による方向性結合器３の伝送
特性の歪みが発生しないため、ＶＳＷＲを精度よく測定
できる効果がある。

【００５５】また、ＶＳＷＲを精度よく測定できること
により、無線送信信号の出力レベル測定も正確に行える
ため、所定のレベルでの信号送信を安定して行うことが
できる。さらにＶＳＷＲの変化を正確に検知できるた
め、出力インタフェースに接続された外部接続機器の異
常を速やかに検知でき、未然に所定のレベルの信号を送
信できない事態を防ぐことができる。

【００５６】また、本発明の高周波信号送信装置は、従
来の高周波信号送信装置の構成を一部換えることによっ
て実現できるため、安価に且つ容易に開発でき、開発労
力及び費用を低減できる効果がある。

【００５７】また、本発明の高周波信号送信装置は、高
周波信号の通信方式又は通信の用途によらず適用できる
ため、複数種の通信方式で上述した効果を得ることがで
きる。

【００５８】

【実施例】本発明の高周波信号送信装置は、高周波信号
の双方向通信を行う高周波信号送受信装置にも適用する
ことができる。図２は、本発明の具体的実施例の高周波
信号送受信装置である、無線基地局の無線信号送受信回
路の構成ブロック図である。以下、本発明の具体的実施
例の無線信号送受信回路の構成について、図１の無線信
号送信回路と比較して説明する。

【００５９】本発明の具体的実施例の無線信号送受信回
路では、無線信号送信を行う部分の回路は図１の無線信
号送信回路と同一であるが、サーキュレータ５の第３の
端子は方向性結合器１４の入力ポートに接続されてい
る。したがってサーキュレータ５の第２の端子に入力さ
れた無線送信信号の反射波及び無線受信信号は、方向性
結合器１４の入力ポートに出力されることになる。

【００６０】方向性結合器１４は方向性結合器３と同様
の構成及び動作をするものであり、進行波ポートには送
信帯域通過フィルタ１７が接続されている。送信帯域通
過フィルタ１７は、方向性結合器１４の進行波ポートか
ら出力された無線送信信号の反射波のうち、所定帯域内
の周波数成分のみを透過させるものである。送信帯域通
過フィルタ１７で透過させる周波数の帯域範囲は、帯域
通過フィルタ４のそれと同一である。

【００６１】送信帯域通過フィルタ１７の出力端子には
反射波検波回路１１が接続され、さらに反射波検波回路
１１の出力端子にはＡ／Ｄ変換器１３が接続されてい
る。Ａ／Ｄ変換器１３でデジタル変換された出力結果
は、ＭＰＵ（図示せず）に出力され、デジタル演算が行
われる。また、方向性結合器１４の反射波ポートには、
終端抵抗１８が接続されている。終端抵抗１８は、無線
受信信号の反射波の出力を行わないよう接地されてい
る。

【００６２】方向性結合器１４の出力ポートには、受信
帯域通過フィルタ１５の入力端子が接続されており、さ
らに受信帯域通過フィルタ１５の出力端子には受信用増
幅器１６が接続されている。受信帯域通過フィルタ１５
は、伝送路を通過して方向性結合器１４の出力ポートか
ら出力された無線受信信号のうち、所定帯域内の周波数
成分のみを透過させるものである。受信帯域通過フィル
タ１５が透過させる周波数の帯域範囲は、帯域通過フィ
ルタ４及び送信帯域通過フィルタ１７のそれらとは範囲
が重複しないものである。

【００６３】また、アンテナ部８は無線通信端末（図示
せず）に無線送信信号を電波として送信する他に、無線
通信端末から送信された無線受信信号を受信するもので
あり、無線信号の双方向通信に対応している。

【００６４】次に本発明の具体的実施例の無線信号送受
信回路の動作について、図２を用いて説明する。図２の
無線信号送受信回路において、無線送信信号が送信され
る際に、無線送信信号の進行波は図１の無線信号送信回
路と同様、方向性結合器３の進行波ポートで検出され、
進行波検波回路９で検波される。さらにＡ／Ｄ変換器１
２でデジタル変換された進行波は、ＭＰＵに出力され進
行波の電圧値が測定される。また、無線送信信号の反射
波は図１の無線信号送信回路の場合と同様、高周波コネ
クタ６で発生し、サーキュレータ５の第２の端子に入力
される。サーキュレータ５の第２の端子に入力された反
射波は、サーキュレータ５の特性に従い方向性結合器１
４の入力ポートに出力される。

【００６５】方向性結合器１４に入力された反射波は、
方向性結合器１４の進行波ポートにおいて、方向性結合
器１４に対する進行波として検出、出力される。上述し
た通り、方向性結合器１４の進行波ポートには送信帯域
通過フィルタ１７が接続されており、検出された反射波
の所定帯域内の周波数成分のみを透過させる。ところで
無線送信信号は既に帯域通過フィルタ４によって帯域制
限が行われているため、反射波も同じ帯域の周波数成分
を有している。また帯域通過フィルタ４と送信帯域通過
フィルタ１７が透過させる周波数の帯域範囲は同一であ
るので、結果として反射波は送信帯域通過フィルタ１７
の透過の作用を直接受けずそのまま通過することにな
る。

【００６６】送信帯域通過フィルタ１７を通過した反射
波は、反射波検波回路１１に入力され検波される。さら
にＡ／Ｄ変換器１３においてデジタル変換された反射波
は、ＭＰＵに出力され反射波の電圧値が測定される。Ｍ
ＰＵでは測定された進行波と反射波との電圧値を基にし
て、ＶＳＷＲが測定される。図２の無線信号送受信回路
において、方向性結合器１４の出力ポートから出力され
た反射波は受信帯域通過フィルタ１５に入力されるが、
反射波は受信帯域通過フィルタ１５で透過される周波数
の帯域を含んでいないため、受信帯域通過フィルタ１５
を透過することはない。また、方向性結合器１４の出力
ポートから出力された反射波がさらに反射された場合で
も、方向性結合器１４の反射波ポートに終端抵抗１８が
接続されているため、さらなる反射波が方向性結合器１
４の反射波ポートにて検出、出力されることはない。

【００６７】一方、図２の無線信号送受信回路におい
て、無線通信端末より無線受信信号がアンテナ部８で受
信されると、無線受信信号は給電線７を介して高周波コ
ネクタ６にアナログ信号として出力される。さらに無線
受信信号はサーキュレータ５の第２の端子に入力される
と、サーキュレータ５の特性に従い方向性結合器１４の
入力ポートに出力される。

【００６８】そして、方向性結合器１４に入力された無
線受信信号は、進行波ポートにおいて進行波が検出、出
力されるが、無線受信信号が送信帯域通過フィルタ１７
において透過される周波数の帯域を含んでいない場合、
無線受信信号の進行波が送信帯域通過フィルタ１７を透
過することはない。よって無線受信信号の進行波は反射
波検波回路１１では検波されない。

【００６９】方向性結合器１４内を通過した無線受信信
号は、方向性結合器１４の出力ポートから受信帯域通過
フィルタ１５に出力される。受信帯域通過フィルタ１５
において無線受信信号は、所定の帯域の周波数成分のみ
が透過され、さらに受信増幅器１６において増幅され
る。受信増幅器１６において増幅された無線受信信号
は、復調部（図示せず）において復調され、受信データ
の解析等が行われる。

【００７０】本発明の具体的実施例の無線基地局の無線
信号送受信回路では、サーキュレータ５の第３の端子に
方向性結合器１４の入力ポートが接続されており、高周
波コネクタ６で発生した無線送信信号の反射波は、方向
性結合器１４の進行波ポートで検出される。方向性結合
器１４の進行波ポートには送信帯域通過フィルタ１７が
接続されており、所定の帯域の周波数成分が透過され、
反射波検波回路１１において検波される。よって無線送
信信号の進行波とは別の経路に分離されて電圧値が測定
されるため、図１の無線信号送信回路と同様、方向性結
合器３の伝送特性を歪めることなく、精度よくＶＳＷＲ
を測定することができる。

【００７１】また、アンテナ部８で受信された無線受信
信号も、サーキュレータ５を経由して方向性結合器１４
に入力されるが、方向性結合器１４の進行波ポートに接
続された送信帯域通過フィルタ１７が透過させる帯域周
波数を含んでいない場合、無線受信信号は送信帯域通過
フィルタ１７を透過することはない。従って、本発明の
具体的実施例の無線送受信回路では、無線受信信号の進
行波の電圧値が測定されることはなく、ＶＳＷＲの測定
対象は無線送信信号に限られるため、ＶＳＷＲの測定対
象を混同することなく、さらに精度よくＶＳＷＲを測定
できる効果がある。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、高周波送信信号につい
て方向性結合器で検出する進行波とは別経路に分離して
方向性結合器に戻すことなく反射波を検出することによ
り、方向性結合器の伝送特性を歪めることなく正確に進
行波及び反射波の電圧値を測定でき、精度よくＶＳＷＲ
を測定できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る無線基地局の無線信
号送信回路の構成ブロック図である。

【図２】本発明の具体的実施例である無線基地局の無線
信号送受信回路の構成ブロック図である。

【図３】従来の無線基地局の無線信号送信回路の構成ブ
ロック図である。

【図４】従来の無線基地局の無線信号送信回路における
進行波の伝送特性状態のシミュレーションを行うシミュ
レーション回路の回路図である。

【図５】伝送特性シミュレーションにおいて、方向性結
合器３４の結合度を負荷回路のインピーダンス値別に示
したグラフ図である。

【図６】伝送特性シミュレーションにおいて、負荷回路
のインピーダンス値と方向性結合器３４の周波数特性と
の関係を示した表図である。

【符号の説明】

１、３２…送信増幅器、２、３３…アイソレータ、
３、１４、３４…方向性結合器、４、３５…帯域通過
フィルタ、５…サーキュレータ、６、３６…高周波
コネクタ、９、３９…進行波検波回路、１０、１８
…終端抵抗、１１、４０…反射波検波回路、１２、１
３、４１、４２…Ａ／Ｄ変換器、１５…受信帯域通過
フィルタ、１６…受信増幅器、１７…送信帯域通過
フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｂ 17/00 Ｈ０４Ｂ 17/00 Ｍ (72)発明者舟田貴吉東京都中野区東中野三丁目14番20号国際電気株式会社内Ｆターム(参考） 2G028 AA01 BC01 BD00 BE01 CG15 DH15 FK01 KQ07 LR02 5K042 AA06 CA11 DA07 DA26 DA31 FA13 FA21 5K060 BB07 HH12 JJ16 JJ18 KK04 LL29 PP03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波の送信信号の進行波を検出するた
めの進行波検出端子と、前記送信信号の反射波を検出す
るための反射波検出端子と、前記送信信号を出力するた
めの出力端子を有する方向性結合器と、前記方向性結合器の進行波検出端子に接続され、前記進
行波を検波する進行波検波回路と、前記方向性結合器の反射波検出端子に接続され、接地さ
れている終端抵抗と、第１から第３の端子を有し、前記方向性結合器を経由し
て第１の端子に入力された送信信号を第２の端子に出力
し、第２の端子に入力された送信信号の反射波を第３の
端子に出力するサーキュレータと、前記サーキュレータの第２の端子に接続され、送信信号
を外部機器に出力する出力インタフェースと、前記サーキュレータの第３の端子に接続され、前記出力
インタフェースで発生した反射波を検波する反射波検波
回路と、前記反射波検波回路の検波結果を基に、前記反射波の電
圧を測定する電圧測定手段とを備えることを特徴とする
高周波信号送信装置。